Technologie de mesure 3D Zeiss gom

Grâce à sa conception, la capsule ATOS assure la stabilité des processus pour les applications automatisées. Fabriqué par moulage par injection plastique, son boîtier monobloc de haute précision garantit une rigidité maximale et des mesures précises pour un usage industriel. Les composants optiques et électroniques sont protégés contre la poussière et les projections d'eau.

Les machines de mesure optiques 3D remplacent les systèmes de mesure tactiles et les jauges dans de nombreux secteurs industriels. Elles permettent d'obtenir des informations de qualité plus détaillées et plus faciles à interpréter sur un objet, et ce, avec des temps de mesure considérablement réduits.

Alors que les systèmes de mesure mécaniques acquièrent des données de manière ponctuelle ou linéaire, les systèmes de mesure optiques fournissent des données complètes sur les écarts entre les coordonnées 3D réelles et les données CAO. Ces données de mesure contenant toutes les informations relatives à l'objet, outre les écarts de surface par rapport au modèle CAO, le logiciel en déduit automatiquement des informations détaillées telles que les tolérances géométriques et dimensionnelles (GD&T), les marges de finition ou la position des perçages.

 

La précision des machines de mesure optiques ne repose pas sur une mécanique de précision coûteuse et exigeante en maintenance, mais sur une optoélectronique de pointe, un traitement d'image précis et des algorithmes mathématiques performants. Quelques normes de précision et un étalonnage automatisé, réalisable par le client, garantissent la précision de la machine. Ceci assure également l'absence de perte de précision due à l'usure, même dans des conditions difficiles. Comme pour les machines tactiles, l'incertitude de mesure est certifiée à l'aide de barres à billes ou de calibres étalons.

Plus de 14 000 systèmes de mesure GOM à travers le monde garantissent la qualité dimensionnelle des produits automobiles, de tôlerie, de fonderie et de moulage par injection, ainsi que des aubes et roues de turbines. Dans la plupart des cas, les analyses détaillées ne servent pas à une simple évaluation « OK »/« non OK », mais constituent plutôt la base de l’optimisation des paramètres de production et de machine dans le cadre d’une procédure de mesure à valeur ajoutée.

Afin de garantir une précision de mesure optimale, les logiciels GOM ont été testés et certifiés par les organismes PTB et NIST. La précision du logiciel d'inspection est confirmée par la comparaison des résultats obtenus avec les résultats de référence. Le logiciel GOM a été classé en catégorie 1, celle présentant les écarts de mesure les plus faibles.

Comparaison réelle-nominale – Le maillage polygonal calculé décrit les surfaces de forme libre et les géométries standard. Celles-ci peuvent être comparées au dessin ou directement aux données CAO grâce à une comparaison de surfaces. Le logiciel permet une analyse 3D des surfaces ainsi qu'une analyse 2D des sections ou des points. La génération de géométries standard (lignes, plans, cercles ou cylindres) à partir de données CAO est également possible.

Alignement – Le logiciel GOM 3D intègre toutes les fonctions d'alignement standard. Celles-ci incluent l'alignement RPS, l'alignement hiérarchique basé sur des éléments géométriques, l'alignement dans un système de coordonnées local, l'utilisation de points de référence ainsi que diverses méthodes d'ajustement optimal telles que l'ajustement optimal global et l'ajustement optimal local. Les clients peuvent également utiliser leurs propres alignements spécifiques, par exemple pour les pales de turbine, tels que l'alignement par faisceau équilibré ou l'alignement emboîté égalisé.

Cartographie des défauts de surface – Cette fonction détecte et visualise les petits défauts, tels que les creux ou les retassures. Pour visualiser et quantifier les irrégularités locales, la cartographie des défauts de surface agit directement sur les maillages. En comparant l'inspection de surface nominale et réelle, cette nouvelle fonctionnalité permet de compenser les courbures globales.

Analyse des tendances, du contrôle statistique des procédés (SPC) et des déformations – L’approche paramétrique du logiciel GOM permet l’analyse des tendances pour de multiples évaluations, notamment pour le contrôle statistique des procédés (SPC) ou l’analyse des déformations. Ainsi, plusieurs pièces ou étapes d’un même projet peuvent être évaluées de manière exhaustive, et des valeurs d’analyse statistique telles que Cp, Cpk, Pp, Ppk, Min, Max, Avg et Sigma peuvent être déterminées.

Analyse GD&T – Contrairement à l'analyse dimensionnelle classique, l'analyse GD&T se concentre sur l'aspect fonctionnel de la pièce. Les éléments GD&T correspondants sont, par exemple, la planéité, le parallélisme ou la cylindricité. Il est possible d'effectuer une analyse normalisée des distances entre deux points et des exigences maximales en matière de matière, ainsi que des tolérances de position dans les systèmes de référence et de coordonnées locaux.

Inspection des profils d'aile – Des fonctions spécifiques permettent le contrôle qualité des aubes de turbine. Elles peuvent être utilisées, par exemple, pour contrôler la ligne moyenne du profil, la corde du profil ou l'épaisseur du profil à partir de sections 2D. Le centre de gravité, le rayon et les vrilles du profil peuvent également être calculés.

Module de création de rapports : ce module permet de générer des rapports contenant des captures d’écran, des images, des tableaux, des diagrammes, du texte et des graphiques. Les résultats peuvent être visualisés et modifiés dans l’interface utilisateur, puis exportés au format PDF. Les modèles sont réutilisables et chaque scène enregistrée dans un rapport peut être restaurée dans la fenêtre 3D.

 

 

Étude de cas d'application de la technologie de mesure de coordonnées optiques 3D aux pièces injectées en plastique

Contexte de l'affaire : Un fabricant spécialisé dans les composants automobiles rencontrait des difficultés en matière de contrôle qualité et de précision dimensionnelle de ses pièces en plastique moulées par injection. Ces pièces, essentielles à divers systèmes du véhicule, pouvaient être affectées par de légères variations dimensionnelles, susceptibles d'entraîner des problèmes d'assemblage et de performance.

Problématique : Le fabricant rencontrait des difficultés pour mesurer avec précision les géométries complexes, les détails précis et les tolérances serrées des pièces moulées par injection plastique à l’aide des méthodes de mesure traditionnelles telles que les pieds à coulisse, les micromètres ou les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT). De plus, le temps et la main-d’œuvre nécessaires au contrôle manuel constituaient des goulots d’étranglement importants dans le processus de production.

Solution : Pour relever ces défis, le fabricant a mis en œuvre une technologie de mesure optique 3D, notamment des systèmes de balayage laser ou à lumière structurée, pour le contrôle dimensionnel des pièces moulées par injection plastique. Il a investi dans un système de mesure optique de haute précision doté d’un logiciel avancé pour l’acquisition, l’analyse et la génération automatisées de rapports de données.

Mise en œuvre:

1. Configuration du système : Le système de mesure optique 3D a été installé dans le service de contrôle qualité, à proximité de l’atelier de moulage par injection. Ce système comprenait des caméras haute résolution, des projecteurs à lumière structurée ou laser, et des systèmes de contrôle de mouvement pour un positionnement précis.

2. Étalonnage : Le système de mesure a fait l’objet de procédures d’étalonnage rigoureuses afin de garantir des mesures précises et reproductibles. L’étalonnage a consisté à aligner les caméras, les projecteurs et les axes de contrôle de mouvement sur un système de coordonnées de référence dont la précision est connue.

3. Inspection des pièces : Les pièces moulées par injection plastique ont été placées sur la platine ou le dispositif de mesure, puis le processus de numérisation optique a été lancé. La surface de la pièce a été illuminée par une lumière structurée ou un laser, capturant des milliers de points de données en quelques secondes.

4. Traitement des données : Les données du nuage de points acquis ont été traitées à l’aide d’un logiciel spécialisé afin de reconstruire la géométrie 3D des pièces. Des algorithmes avancés ont été utilisés pour aligner, fusionner et analyser les données, permettant ainsi la mesure dimensionnelle, l’extraction de caractéristiques et l’analyse de surface.

5. Analyse dimensionnelle : Le logiciel a effectué une analyse dimensionnelle en comparant les dimensions mesurées des pièces en plastique au modèle CAO (Conception Assistée par Ordinateur) ou aux spécifications nominales. Les écarts par rapport aux dimensions cibles ont été identifiés et des rapports détaillés ont été générés automatiquement.

6. Assurance qualité : Le système de mesure optique 3D a permis une assurance qualité complète en détectant les défauts, les variations et les écarts des pièces moulées par injection plastique. Toute pièce non conforme a été signalée pour une analyse plus approfondie ou une reprise.

Résultats : En mettant en œuvre une technologie de mesure optique 3D des coordonnées pour les pièces moulées par injection plastique, le fabricant a obtenu plusieurs avantages :

• Amélioration de la précision dimensionnelle et de la régularité des pièces moulées par injection.
• Réduction du temps d'inspection et des coûts de main-d'œuvre grâce à la mesure et à l'analyse automatisées.
• Des capacités de contrôle qualité améliorées, entraînant moins de rejets et de retouches.
• Amélioration de l'efficacité et du débit de production grâce à la rationalisation du processus d'inspection.

Globalement, l'adoption de la technologie de mesure optique 3D des coordonnées a considérablement amélioré la capacité du fabricant à garantir la qualité et l'intégrité dimensionnelle des pièces moulées par injection plastique, contribuant ainsi à la satisfaction des clients et à la compétitivité dans l'industrie automobile.